Mobile Robotik-Plattform
Verteiltes Echtzeit-System steuert Kettenantriebe
Auf den Namen „Chaos“ hört eine mobile Roboterplattform der Firma Autonomous Solutions, die in der Lage ist, sich autark in unbekanntem Gelände zu bewegen – allerdings nicht auf Beinen, sondern über Kettenantriebe.
Die Mobilität von Chaos ist das Resultat von vier Vollketten-Antrieben, die sowohl eine hohe Geschwindigkeit ermöglichen als auch eine große Tragkraft der mobilen Roboterplattform. Daher kann Chaos neben einer Vielzahl an Sensoren zusätzliche Nutzlasten von bis zu 45 kg mit sich tragen. Ein verteiltes Echtzeit-Steuersystem steuert die einzelnen Kettenarme, die einen agilen und vielseitigen Betrieb gleichermaßen im steilen und unebenen wie auch in lockerem Terrain erlauben.
Die vier Kettenarme des Roboters sind jeweils mit zwei digitalen Servoantrieben der Whistle-Serie von Elmo ausgestattet, die an der Verbindungsstelle zwischen dem Kettenarm und der Tragplattform des Roboter angebracht sind: einer dreht selbst den Arm, während der andere die Kette antreibt. Die Drehung eines Armes versetzt den Roboter in die Lage, seine Stellung zu ändern, Hindernisse zu bewältigen oder auch den Aufbau zu erhöhen, während die Fortbewegung und Lenkung des Roboters über die Kette erfolgen.
Mit einer Dauerausgangsleistung von 1,6 kW – 20 A bei 80 V(DC) – liefert der Antrieb ein hohes Drehmoment bei schnellen Änderungen der Arm-Stellung, um eine hohe Wendigkeit auch mit schweren Lasten zu ermöglichen. Dabei wiegt der Antrieb lediglich 50 g bei Abmessungen von 55 mm × 46,5 mm × 15 mm. Die hohe Leistung des Whistle-Antriebs erlaubt es dem Roboter zudem, sich sowohl in ebenem Gelände als auch an steilen Hängen schnell zu bewegen. Gesteuert wird Chaos über CANopen in einem verteilten System, und zwar auf der Grundlage des CiA-Profils 402 für Antriebe und Motion Control zusätzlich zum CiA-301-Binary-Translator von Elmo. So lässt sich der Whistle-eigene Befehlssatz einsetzen, um spezielle Antriebsmodi zu nutzen, die nicht im CANopen-Profil für elektrische Antriebe (CiA 402) spezifiziert sind. Das international genormte Antriebsprofil (IEC 61800-7-201/301) unterstützt nur allgemeine Betriebsarten wie Drehmomenten-, Geschwindigkeits- sowie normale und interpolierte Positionssteuerung. Außerdem gibt es standardmäßig einen Homing-Modus.
Der Whistle-Antrieb erlaubt die Steuerung im geschlossenen System mit Rückkopplungseingängen und Kommunikationsunterstützung. Die Konformität mit CANopen beziehungsweise mit dem CiA-301-Kommunikationsprotokoll sowie dem CiA-402-Antriebsprotokoll haben es der existierenden Robotersteuerung von Autonomous Solutions letztendlich ermöglicht, High-Level-Bewegungsbefehle an den Antrieb zu senden. Herstellereigene CANopen-Anwendungen erlauben darüber hinaus eine Steuerung und Überwachung zusätzlich zum Standard-Protokoll, ohne die Konformität mit Normen zu beeinträchtigen.










